Исследование структуры, свойств и особенностей роста функциональных низкоразмерных материалов для разработки устройств оперирования данными

1) По направлению работ с системами передачи данных, в первую очередь, удалось продвинуться в настройке режимов роста плёнок AlN методом магнетронного напыления (В.Р.Шаяпов, С.Ю.Чепкасов, А.Л.Богословцева), и сделать это в стенах НГУ. Стехиометрия плёнок была значительно улучшена по сравнению с 2019–2023гг., структурное качество было резко повышено за счёт обновления протокола работы и подбора оптимальных параметров в камере установки «СПУТНИК». Гладкость поверхностей плёнок стала на порядок выше. За 2024 год удалось впервые вырастить многослойную структуру и решить проблему с низкой адгезией и дефектностью подслоя алюминия (кроме структуры с 12 слоями). Всё ещё остались проблемы воспроизводимости для устройств коммерческих резонаторов, ориентированных на длительный срок службы и большое количество циклов, поэтому коллективу следует сконцентрироваться не на росте и диагностике, а уже на изучении радиофизических основ и акустоэлектронной компонентной базы. В области систем передачи информации поколений 5G/6G, подгруппой ТГц-сектора активно проводились работы по разработке систем, производству материалов, элементов, их диагностике и анализу работоспособности макетов устройств передачи. В публикациях членов научного коллектива (в первую очередь, как и год назад, у С.А.Кузнецова, О.Н.Шевченко и Н.А.Николаева, были отражены свежие важные результаты, перспективные для телекоммуникационных систем передачи информации. Наработки продемонстрированы на научных конференциях, «ТехноПроме-2024», научно-практическом форуме «Золотая долина», зарегистрированы два патента на изобретение и планируются дополнительные журнальные публикации и коммерциализация результатов. 2) В результате проведённых работ по направлению развития систем хранения данных удалось добиться небольшого прогресса как майенитным электридом, но более значительного успеха с другими рассматриваемыми нами перспективными материалами, в первую очередь, на базе германий-кремниевого оксида. Ранее нами были показаны результаты, свидетельствующие о потенциальной применимости электрида в функциональной микроэлектронике, например, цикличность свыше 5000 и длительность накопления заряда. Несмотря на низкий оценочный уровень TRL порядка 2, технология оценивается нами как перспективная, но нуждающаяся в доработке. К сожалению, работы по вискерам вновь не привели к формированию значительной доли квазиодномерных структур в материале, что контролировалось нами по данным РЭМ-анализа. Нам пока что не удалось установить оптимальный режим для роста электрида в виде нитевидных нанокристаллов, но эти работы продолжаются. В продолжение работ с германосиликатными стёклами для мемристоров, ранее опубликованных в 2020–2023 годах, с демонстрацией мемристорного эффекта за счёт временного обратимого формирования проводящих филаментов из нанокласеров германия, в 2024 году удалось расширить диапазон работы такого лабораторного элемента. 3) В плане организации процесса исследований в коллективе, сотрудники прошли обучение ка по нескольким техническим дисциплинам. Отметим защиты диссертаций членов коллектива в 2024 году и сноровку при написании РИД, включая патенты. У молодых сотрудников появляются навыки и компетенции, необходимые для практического применения своих знаний, в том числе в современной индустрии наносистем. ^ Прикладной характер этих исследований подтверждается патентованием и приглашениями на научно-практические выставки (например, «ТехноПром-2024») и должен помочь развить знания о материалах и способах хранения и передачи данных. В то время как большинство коллективов нацелены на развитие программной составляющей так называемых «Больших Данных», наш коллектив работает с компонентной базой и даже с основополагающей для неё материаловедческой фундаментальной составляющей и занимается фундаментальным поиском и исследованием новых материалов в этих областях. Полученные в рамках минимизации потерь в резонаторе решения по AlN могут быть применены при создании сетей связи нового поколения. А поликристаллический майенит состава (вид C12A7) и его проводящая электридная фаза были последовательно соединены в структуре мемристора, были исследованы температурная зависимость проводимости и определена модель проводимости. Также был произведён и исследован мемристор на германосиликатном стекле с филаментами германия. Данные результаты являются перспективными для применения в системах передачи и хранения данных.